[发明专利]大孔聚丙烯酰胺树脂的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及到大孔聚丙烯酰胺树脂及其应用。

背景技术

固定化酶载体发展较快，近年来涌现出较多的新材料。而大孔胺基树脂，与传统的固定化酶载体相比较，具有交换容量大(胺基数量多，吸附量大)，选择性好，抗有机物污染性能高，使用寿命长等突出优点，因此，合成大孔胺基树脂在固定化酶领域具有广阔的应用前景。

在合成大孔胺基树脂过程中，致孔剂的选择尤为重要。致孔剂分为无机致孔剂和有机致孔剂，无机致孔剂有NaCl、Na₂CO₃和HCl的混合致孔剂、NaHCO₃和HCl的混合致孔剂等等，虽然这些无机化合物都能致孔，但是，所制得的树脂孔径无法控制，大小不均匀，而且孔没有弹性，效果不是很好。为了获得多孔结构，在聚合中加入了不带双键、不参加共聚又能与单体凝溶的能使共聚体溶胀或沉淀的有机溶剂，如汽油、苯类、脂肪烃、石蜡等作为致孔剂，但其不容易完全洗出，而且制得的孔径较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述大孔胺基树脂制备方法的缺点，提供一种方法简单、孔径大小均匀、吸水性和吸附性强的大孔聚丙烯酰胺树脂的制备方法。

本发明所要解决的另一个技术问题在于为大孔聚丙烯酰胺树脂提供一种用途。

解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述步骤组成：

1、配制水相

将丙烯酰胺、过硫酸铵、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺加入去离子水中，丙烯酰胺与过硫酸铵、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、去离子水的质量比为1∶0.06～0.16∶0.1～0.4∶3～7，搅拌至固体完全溶解，配制成水相。

2、配制油相

将环己烷置于装有搅拌器的三口烧瓶中，加入司班-80和司班-60，司班-60与司班-80、环己烷的质量比为1∶5∶900，室温搅拌至司班-60和司班-80充分溶解，配制成油相。

3、制备大孔聚丙烯酰胺树脂

向水相中加入致孔剂，混合均匀，致孔剂与水相的质量比为1∶10～40，在氮气保护下，用恒压滴液漏斗以10滴/分钟的滴加速度将致孔剂与水相的混合液滴入搅拌速度为150～500转/分钟的油相中，水相与油相的质量比为1∶2～4，升温至50～70℃，恒温反应5小时。

上述的致孔剂为甲苯与四氯化碳按体积比为1∶1的混合物或N，N′二甲基甲酰胺。

4、产物后处理

停止加热和搅拌，继续通氮气至温度降为室温，静置分层，倾出上层清液，固体用甲醇、丙酮交替洗涤3～5次，过滤，除去致孔剂，在真空干燥箱内50℃、0.01MPa真空干燥24小时，制备成大孔聚丙烯酰胺树脂。

本发明的配制水相步骤1中，丙烯酰胺与过硫酸铵、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、去离子水的优选质量比为1∶0.06～0.14∶0.1～0.3∶3～6。在制备大孔聚丙烯酰胺树脂步骤3中，向水相中加入致孔剂，混合均匀，致孔剂与水相的优选质量比为1∶10～36，在氮气保护下，用恒压滴液漏斗以10滴/分钟的滴加速度将致孔剂与水相的混合液滴入搅拌速度为200～500转/分钟的油相中，水相与油相的优选质量比为1∶2～3.5，升温至55～70℃，恒温反应5小时。

本发明的配制水相步骤1中，丙烯酰胺与过硫酸铵、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、去离子水的最佳质量比为1∶0.1∶0.2∶6。在制备大孔聚丙烯酰胺树脂步骤3中，向水相中加入致孔剂，混合均匀，致孔剂与水相的最佳质量比为1∶18，在氮气保护下，用恒压滴液漏斗以10滴/分钟的滴加速度将致孔剂与水相的混合液滴入搅拌速度为250转/分钟的油相中，水相与油相的最佳质量比为1∶2.5，升温至70℃，恒温反应5小时。

本发明的致孔剂最佳为N，N′-二甲基甲酰胺。

大孔聚丙烯酰胺树脂在制备固定化酶中的用途。

上述的固定化酶为固定化果胶酶或固定化淀粉酶。

其使用方法如下：

将质量分数为2.5％的戊二醛水溶液用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH值至4，加入大孔聚丙烯酰胺树脂，大孔聚丙烯酰胺树脂与戊二醛水溶液的质量比为1∶100，室温交联反应4小时，制备成大孔聚丙烯酰胺树脂载体；将大孔聚丙烯酰胺树脂载体加入到用pH值为3.0～5.0的醋酸-醋酸钠缓冲溶液与果胶酶配制成的20U/mL的果胶酶溶液中，大孔聚丙烯酰胺树脂载体与果胶酶溶液的质量比为1∶100，在恒温振荡器中30℃振荡反应15～240分钟，10000转/分钟离心分离5分钟，沉淀用pH值为3.0～5.0的醋酸-醋酸钠缓冲溶液、去离子水交替洗涤3次，制备成固定化果胶酶。